(57)【要約】【課題】家族のように似た容姿を持つ複数の人物を判別して適切に認証できる認証装置を提供する。【解決手段】人間は、一般的に若年時ほど身体サイズ面での成長度合いが大きく、その成長度合いも２０歳を過ぎると鈍化するが、目尻間の距離Ｌｅについても成長曲線Ｇｅのような特性を有している。そこで、顔認証を行う認証装置では、認証処理時に、登録された顔の特徴データから登録時点の目尻間距離(過去距離)Ｌｅを計測し、この過去距離と現在の目尻間距離(現在距離)Ｌｅとを比較する。これにより、例えば父親と容姿が似た１１歳の息子が照合を希望する際には、父親の１年前(３０歳)の過去距離Ｌｅ３０＞息子の現在距離Ｌｅ１１となるため、過去距離＞現在距離となる場合の認証を却下すれば、父親として誤って認証されるのを防止できる。その結果、家族のように似た容姿を持つ複数の人物を判別して適切に認証できることとなる。【選択図】図９
2007114931.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
認証登録者と認証対象者とに関して同一性の認証を行う認証装置であって、
(a)前記認証登録者に関する所定の生体情報を第１の生体情報として取得し、記録手段に登録する第１取得手段と、
(b)所定の経年変化パラメータについて、前記第１の生体情報を取得する際の第１時点における前記認証登録者の計測値を取得する第１計測手段と、
(c)前記認証対象者に関する前記所定の生体情報を第２の生体情報として取得する第２取得手段と、
(d)前記所定の経年変化パラメータについて、前記第２の生体情報を取得する際の第２時点における前記認証対象者の計測値を取得する第２計測手段と、
(e)前記第１の生体情報と、前記第２の生体情報と、前記第１時点および前記第２時点における各計測値とに基づき、前記同一性の判定を行う判定手段と、
を備えることを特徴とする認証装置。
【請求項２】
請求項１に記載の認証装置において、
前記第１取得手段は、
(a-1)前記認証登録者に関する年齢の情報を前記第１の生体情報に関連付けて前記記録手段に記録させる年齢情報記録手段、
を有し、
前記判定手段は、
(e-1)前記年齢の情報に基づき、前記同一性の判定を行う手段、
を有することを特徴とする認証装置。
【請求項３】
請求項２に記載の認証装置において、
前記年齢情報記録手段は、
前記年齢の情報と前記第１の生体情報とをセットにして同一の記録媒体に記録させる手段、
を有することを特徴とする認証装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の認証装置において、
前記第１取得手段は、
(a-2)前記所定の経年変化パラメータに関する変化特性の情報を前記第１の生体情報に関連付けて前記記録手段に記録させる特性情報記録手段、
を有し、
前記判定手段は、
(e-2)前記変化特性の情報に基づき、前記同一性の判定を行う手段、
を有することを特徴とする認証装置。
【請求項５】
請求項４に記載の認証装置において、
前記特性情報記録手段は、
前記変化特性の情報と前記第１の生体情報とをセットにして同一の記録媒体に記録させる手段、
を有することを特徴とする認証装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の認証装置において、
前記所定の経年変化パラメータは、経年に伴って計測値が大きくなるパラメータであり、
前記判定手段は、
(e-3)前記第２計測手段で取得した前記認証対象者の計測値が、前記第１計測手段で取得した前記認証登録者の計測値より小さい場合には、前記同一性を否定する手段、
を有することを特徴とする認証装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の認証装置において、
前記第１取得手段は、
(a-3)前記第１時点に係る時刻情報を前記第１の生体情報に関連付けて前記記録手段に記録させる時刻情報記録手段、
を有し、
前記判定手段は、
(e-4)前記記録手段に記録される時刻情報と前記第２時点に係る時刻情報とに基づき、前記同一性の判定を行う手段、
を有することを特徴とする認証装置。
【請求項８】
複数の認証登録者から認証対象者に対応する対応登録者を識別して認証を行う認証装置であって、
(a)前記複数の認証登録者それぞれに関する所定の生体情報を第１の生体情報として取得し、記録手段に登録する第１取得手段と、
(b)所定の経年変化パラメータについて、前記第１の生体情報を取得する際の各第１時点における前記複数の認証登録者それぞれの計測値を取得する第１計測手段と、
(c)前記認証対象者に関する前記所定の生体情報を第２の生体情報として取得する第２取得手段と、
(d)前記所定の経年変化パラメータについて、前記第２の生体情報を取得する際の第２時点における前記認証対象者の計測値を取得する第２計測手段と、
(e)前記複数の認証登録者それぞれに関する第１の生体情報と、前記第２の生体情報と、前記各第１時点および前記第２時点における各計測値とに基づき、前記対応登録者を識別する識別手段と、
を備えることを特徴とする認証装置。
【請求項９】
請求項８に記載の認証装置において、
前記第１取得手段は、
(a-1)前記複数の認証登録者それぞれに関する年齢の情報を前記第１の生体情報に関連付けて前記記録手段に記録させる年齢情報記録手段、
を有し、
前記識別手段は、
(e-1)前記年齢の情報に基づき、前記対応登録者を識別する手段、
を有することを特徴とする認証装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の認証装置において、
前記年齢情報記録手段は、
前記年齢の情報と前記第１の生体情報とをセットにして同一の記録媒体に記録させる手段、
を有することを特徴とする認証装置。
【請求項１１】
請求項８ないし請求項１０のいずれかに記載の認証装置において、
前記第１取得手段は、
(a-2)前記所定の経年変化パラメータに関する変化特性の情報を前記第１の生体情報に関連付けて前記記録手段に記録させる特性情報記録手段、
を有し、
前記識別手段は、
(e-2)前記変化特性の情報に基づき、前記対応登録者を識別する手段、
を有することを特徴とする認証装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の認証装置において、
前記特性情報記録手段は、
前記変化特性の情報と前記第１の生体情報とをセットにして同一の記録媒体に記録させる手段、
を有することを特徴とする認証装置。
【請求項１３】
請求項８ないし請求項１２のいずれかに記載の認証装置において、
前記所定の経年変化パラメータは、経年に伴って計測値が大きくなるパラメータであり、
前記識別手段は、
(e-3)前記第２計測手段で取得した前記認証対象者の計測値が、前記第１計測手段で取得した前記認証登録者の計測値より小さい場合には、当該認証登録者と前記認証対象者とに関する同一性を否定する手段、
を有することを特徴とする認証装置。
【請求項１４】
請求項８ないし請求項１３のいずれかに記載の認証装置において、
前記第１取得手段は、
(a-3)前記各第１時点に係る時刻情報を前記第１の生体情報に関連付けて前記記録手段に記録させる時刻情報記録手段、
を有し、
前記識別手段は、
(e-4)前記記録手段に記録される時刻情報と前記第２時点に係る時刻情報とに基づき、前記対応登録者を識別する手段、
を有することを特徴とする認証装置。
【請求項１５】
請求項１ないし請求項１４のいずれかに記載の認証装置において、
前記所定の生体情報は、顔の特徴に関する情報であることを特徴とする認証装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、認証登録者と認証対象者とに関する認証を行う認証装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、セキュリティの分野等において、バイオメトリクス認証、特にユーザビリティ等に優れる顔認証への要求が高まっている。
【０００３】
上記の顔認証の技術としては、例えば特許文献１に開示される技術がある。この技術においては、顔の特徴データ(登録データ)を登録する際に登録時刻を記録し、登録時刻から認証時までの経過時間が長くなった登録データのうち重要度の低いものを削除することで、登録データの肥大化を防止できるようになっている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−５４８８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記の特許文献１の顔認証技術では、登録時刻や重要度の情報を用いて古くなった登録データを削除するだけなので、認証精度の向上に関して直接的な貢献はない。これでは、家族のように似た容姿を持つ複数の人物を判別するのは困難であり、本人でない認証対象者を認証してしまう恐れがある。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、家族のように似た容姿を持つ複数の人物を判別して適切に認証できる認証装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、認証登録者と認証対象者とに関して同一性の認証を行う認証装置であって、(a)前記認証登録者に関する所定の生体情報を第１の生体情報として取得し、記録手段に登録する第１取得手段と、(b)所定の経年変化パラメータについて、前記第１の生体情報を取得する際の第１時点における前記認証登録者の計測値を取得する第１計測手段と、(c)前記認証対象者に関する前記所定の生体情報を第２の生体情報として取得する第２取得手段と、(d)前記所定の経年変化パラメータについて、前記第２の生体情報を取得する際の第２時点における前記認証対象者の計測値を取得する第２計測手段と、(e)前記第１の生体情報と、前記第２の生体情報と、前記第１時点および前記第２時点における各計測値とに基づき、前記同一性の判定を行う判定手段とを備える。
【０００８】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る認証装置において、前記第１取得手段は、(a-1)前記認証登録者に関する年齢の情報を前記第１の生体情報に関連付けて前記記録手段に記録させる年齢情報記録手段を有し、前記判定手段は、(e-1)前記年齢の情報に基づき、前記同一性の判定を行う手段を有する。
【０００９】
また、請求項３の発明は、請求項２の発明に係る認証装置において、前記年齢情報記録手段は、前記年齢の情報と前記第１の生体情報とをセットにして同一の記録媒体に記録させる手段を有する。
【００１０】
また、請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかの発明に係る認証装置において、前記第１取得手段は、(a-2)前記所定の経年変化パラメータに関する変化特性の情報を前記第１の生体情報に関連付けて前記記録手段に記録させる特性情報記録手段を有し、前記判定手段は、(e-2)前記変化特性の情報に基づき、前記同一性の判定を行う手段を有する。
【００１１】
また、請求項５の発明は、請求項４の発明に係る認証装置において、前記特性情報記録手段は、前記変化特性の情報と前記第１の生体情報とをセットにして同一の記録媒体に記録させる手段を有する。
【００１２】
また、請求項６の発明は、請求項１ないし請求項５のいずれかの発明に係る認証装置において、前記所定の経年変化パラメータは、経年に伴って計測値が大きくなるパラメータであり、前記判定手段は、(e-3)前記第２計測手段で取得した前記認証対象者の計測値が、前記第１計測手段で取得した前記認証登録者の計測値より小さい場合には、前記同一性を否定する手段を有する。
【００１３】
また、請求項７の発明は、請求項１ないし請求項６のいずれかの発明に係る認証装置において、前記第１取得手段は、(a-3)前記第１時点に係る時刻情報を前記第１の生体情報に関連付けて前記記録手段に記録させる時刻情報記録手段を有し、前記判定手段は、(e-4)前記記録手段に記録される時刻情報と前記第２時点に係る時刻情報とに基づき、前記同一性の判定を行う手段を有する。
【００１４】
また、請求項８の発明は、複数の認証登録者から認証対象者に対応する対応登録者を識別して認証を行う認証装置であって、(a)前記複数の認証登録者それぞれに関する所定の生体情報を第１の生体情報として取得し、記録手段に登録する第１取得手段と、(b)所定の経年変化パラメータについて、前記第１の生体情報を取得する際の各第１時点における前記複数の認証登録者それぞれの計測値を取得する第１計測手段と、(c)前記認証対象者に関する前記所定の生体情報を第２の生体情報として取得する第２取得手段と、(d)前記所定の経年変化パラメータについて、前記第２の生体情報を取得する際の第２時点における前記認証対象者の計測値を取得する第２計測手段と、(e)前記複数の認証登録者それぞれに関する第１の生体情報と、前記第２の生体情報と、前記各第１時点および前記第２時点における各計測値とに基づき、前記対応登録者を識別する識別手段とを備える。
【００１５】
また、請求項９の発明は、請求項８の発明に係る認証装置において、前記第１取得手段は、(a-1)前記複数の認証登録者それぞれに関する年齢の情報を前記第１の生体情報に関連付けて前記記録手段に記録させる年齢情報記録手段を有し、前記識別手段は、(e-1)前記年齢の情報に基づき、前記対応登録者を識別する手段を有する。
【００１６】
また、請求項１０の発明は、請求項９の発明に係る認証装置において、前記年齢情報記録手段は、前記年齢の情報と前記第１の生体情報とをセットにして同一の記録媒体に記録させる手段を有する。
【００１７】
また、請求項１１の発明は、請求項８ないし請求項１０のいずれかの発明に係る認証装置において、前記第１取得手段は、(a-2)前記所定の経年変化パラメータに関する変化特性の情報を前記第１の生体情報に関連付けて前記記録手段に記録させる特性情報記録手段を有し、前記識別手段は、(e-2)前記変化特性の情報に基づき、前記対応登録者を識別する手段を有する。
【００１８】
また、請求項１２の発明は、請求項１１の発明に係る認証装置において、前記特性情報記録手段は、前記変化特性の情報と前記第１の生体情報とをセットにして同一の記録媒体に記録させる手段を有する。
【００１９】
また、請求項１３の発明は、請求項８ないし請求項１２のいずれかの発明に係る認証装置において、前記所定の経年変化パラメータは、経年に伴って計測値が大きくなるパラメータであり、前記識別手段は、(e-3)前記第２計測手段で取得した前記認証対象者の計測値が、前記第１計測手段で取得した前記認証登録者の計測値より小さい場合には、当該認証登録者と前記認証対象者とに関する同一性を否定する手段を有する。
【００２０】
また、請求項１４の発明は、請求項８ないし請求項１３のいずれかの発明に係る認証装置において、前記第１取得手段は、(a-3)前記各第１時点に係る時刻情報を前記第１の生体情報に関連付けて前記記録手段に記録させる時刻情報記録手段を有し、前記識別手段は、(e-4)前記記録手段に記録される時刻情報と前記第２時点に係る時刻情報とに基づき、前記対応登録者を識別する手段を有する。
【００２１】
また、請求項１５の発明は、請求項１ないし請求項１４のいずれかの発明に係る認証装置において、前記所定の生体情報は、顔の特徴に関する情報である。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１ないし請求項７および請求項１５の発明によれば、認証登録者に関する第１の生体情報と、認証対象者に関する第２の生体情報と、所定の経年変化パラメータについての第１時点における認証登録者の計測値および第２時点における認証対象者の計測値とに基づき、認証登録者と認証対象者とに関する同一性の判定を行う。その結果、家族のように似た容姿を持つ複数の人物を判別して適切に認証できる。
【００２３】
特に、請求項２の発明においては、第１の生体情報に関連付けて記録した認証登録者に関する年齢の情報に基づき、同一性の判定を行うため、認証の精度を向上できる。
【００２４】
また、請求項３の発明によれば、年齢の情報と第１の生体情報とをセットにして同一の記録媒体に記録させるため、これらの情報の管理が容易となる。
【００２５】
また、請求項４の発明によれば、第１の生体情報に関連付けて記録した所定の経年変化パラメータに関する変化特性の情報に基づき、同一性の判定を行うため、認証の精度を向上できる。
【００２６】
また、請求項５の発明によれば、変化特性の情報と第１の生体情報とをセットにして同一の記録媒体に記録させるため、これらの情報の管理が容易となる。
【００２７】
また、請求項６の発明によれば、第２計測手段で取得した認証対象者の計測値が、第１計測手段で取得した認証登録者の計測値より小さい場合には、同一性を否定するため、近似した容姿を持つ複数の人物を適切に判別できる。
【００２８】
また、請求項７の発明によれば、第１の生体情報に関連付けて記録した第１時点に係る時刻情報と第２時点に係る時刻情報とに基づき、同一性の判定を行うため、認証の精度を向上できる。
【００２９】
また、請求項８ないし請求項１５の発明によれば、複数の認証登録者それぞれに関する第１の生体情報と、認証対象者に関する第２の生体情報と、所定の経年変化パラメータについての各第１時点における複数の認証登録者それぞれの計測値および第２時点における認証対象者の計測値とに基づき、複数の認証登録者から認証対象者に対応する対応登録者を識別する。その結果、家族のように似た容姿を持つ複数の人物を判別して適切に認証できる。
【００３０】
また、請求項９の発明においては、第１の生体情報に関連付けて記録した複数の認証登録者それぞれに関する年齢の情報に基づき、対応登録者を識別するため、認証の精度を向上できる。
【００３１】
また、請求項１０の発明によれば、年齢の情報と第１の生体情報とをセットにして同一の記録媒体に記録させるため、これらの情報の管理が容易となる。
【００３２】
また、請求項１１の発明によれば、第１の生体情報に関連付けて記録した所定の経年変化パラメータに関する変化特性の情報に基づき、対応登録者を識別するため、認証の精度を向上できる。
【００３３】
また、請求項１２の発明によれば、変化特性の情報と第１の生体情報とをセットにして同一の記録媒体に記録させるため、これらの情報の管理が容易となる。
【００３４】
また、請求項１３の発明によれば、第２計測手段で取得した認証対象者の計測値が、第１計測手段で取得した認証登録者の計測値より小さい場合には、当該認証登録者と認証対象者とに関する同一性を否定するため、近似した容姿を持つ複数の人物を適切に判別できる。
【００３５】
また、請求項１４の発明によれば、第１の生体情報に関連付けて記録した第１時点に係る時刻情報と第２時点に係る時刻情報とに基づき、対応登録者を識別するため、経過時間を考慮して認証精度を向上できる。
【００３６】
また、請求項１５の発明によれば、所定の生体情報が顔の特徴に関する情報であるため、ユーザビリティに優れる顔認証において適切な認証を行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
＜第１実施形態＞
＜認証システムの要部構成＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る認証システム１Ａの要部構成を示す外観図である。
【００３８】
認証システム１Ａは、画像入力装置２とパーソナルコンピュータ(以下では「ＰＣ」とも称する)３Ａとを備えており、バイオメトリクス認証としての顔認証を行う認証装置として機能する。
【００３９】
画像入力装置２は、２台の画像撮影カメラ（以下では単に「カメラ」とも称する）２１、２２を有しており、これらのカメラ２１、２２は、異なる視点から被写体である認証対象者ＨＭａの顔を撮影できるように配置されている。
【００４０】
画像入力装置２によって認証対象者ＨＭａの顔画像が撮影されると、当該撮影により得られた認証対象者ＨＭａの外観情報すなわち２枚の顔画像がＰＣ３Ａに通信線を介して送信される。なお、各カメラ２１、２２とＰＣ３Ａとの間での画像データの通信方式は有線方式に限定されず、無線方式であってもよい。
【００４１】
ＰＣ３Ａは、本体部３０と、表示部３１と、キーボードおよびマウスからなる操作入力部３２とを備えている。
【００４２】
本体部３０は、ＣＰＵおよびメモリを有しており、ＰＣ３Ａの各部を統括的に制御する部位である。また、本体部３０は、例えばハードディスクドライブ（ＨＤＤ）で構成される記憶部を備えており、後述の認証データベースを記憶する。
【００４３】
図２は、認証システム１Ａの機能構成を示す図である。
【００４４】
ＰＣ３Ａは、特徴抽出部３６と認証処理部３７Ａとを備えている。
【００４５】
特徴抽出部３６は、画像入力装置２から入力された認証対象者ＨＭａの画像に基づき、認証対象者ＨＭａに関する顔の特徴的な部位(以下では単に「特徴部位」ともいう)を抽出する。
【００４６】
この顔の特徴部位としては、目、鼻又は口等が考えられ、例えば特徴部位の標準的なテンプレートを用いて行うテンプレートマッチングにより検出することが可能である。そして、検出された特徴部位については、例えば図３に示すように各部位の特徴点Ｑ１〜Ｑ７の座標が特徴データ(顔の特徴に関する情報)として算出される。これらの特徴点Ｑ１〜Ｑ７の座標については、２台のカメラ２１、２２で得られるステレオ視の画像と各カメラ２１、２２の位置姿勢等を示すカメラパラメータとから、三角測量の原理に基づいて各特徴点Ｑ１〜Ｑ７の３次元位置が算出される。
【００４７】
そして、特徴抽出部３６で取得される特徴データ(所定の生体情報)は、記録手段として機能する認証データベース３５に登録されたり、認証処理部３７Ａに送られることとなる。
【００４８】
認証処理部３７Ａは、顔の認証を主たる目的として構成され、各個人を顔画像で認証する機能を有している。すなわち、認証データベース３５に予め登録されている登録者（認証登録者）の特徴データと、特徴抽出部３６から送られる認証対象者ＨＭａの特徴データとの類似度を計算し、顔の認証処理が行われる。
【００４９】
例えば、鼻の頂点に相当する特徴点Ｑ５から他の特徴点Ｑ１〜Ｑ４、Ｑ６〜Ｑ７までの各距離（の２乗誤差）の総和に基づき、上記の類似度が算出される。これにより、同一人物であれば、類似度を高くすることが可能となる。
【００５０】
以上のような機能構成の認証システム１Ａにおける特徴データの登録動作を以下で説明する。
【００５１】
図４は、認証システム１Ａにおいて特徴データを登録する動作を示すフローチャートである。
【００５２】
まず、特徴データを登録する人物(登録者)の画像を画像入力装置２で取得してＰＣ３Ａに入力する(ステップＳＴ１)。
【００５３】
ステップＳＴ２では、ステップＳＴ１で入力された画像に基づき、特徴抽出部３６で顔の特徴データを抽出する。すなわち、登録者に関する特徴データ（第１の生体情報）を取得する。
【００５４】
ステップＳＴ３では、ステップＳＴ２で抽出された特徴データに、登録者のＩＤ情報を関連付けて認証データベース３５に登録する。このＩＤ情報には、ＩＤ番号や名前などの情報が含まれる。
【００５５】
このように特徴データやＩＤ情報が登録された認証データベース３５を利用することにより、認証システム１Ａでは、指定された登録者と認証対象者ＨＭａとに関して同一性の判定を行う照合動作（１：１認証）と、全ての登録者から認証対象者ＨＭａに対応する登録者（対応登録者）を識別する識別動作（１：Ｎ認証）とを行えるが、以下では、これらの各動作を順に説明する。
【００５６】
図５は、認証システム１Ａにおける照合動作を示すフローチャートである。
【００５７】
ステップＳＴ１１では、認証データベース３５に登録されている複数の登録者のうち、照合を希望する１の登録者を指定する。この登録者の指定においては、認証対象者ＨＭａが操作入力部３２Ａを操作することにより、ＩＤ番号や名前を入力したり、本人しか知りえない暗証番号等を入力することで行われる。なお、暗証番号等の情報については、登録者のＩＤ情報と関連付けて認証データベース３５に記録するのが好ましい。
【００５８】
ステップＳＴ１２では、ステップＳＴ１１で指定された登録者に関連付けられる特徴データを、認証データベース３５から読み出す。
【００５９】
ステップＳＴ１３〜ＳＴ１４では、上記のステップＳＴ１〜２と同様の動作を行う。
【００６０】
ステップＳＴ１５では、ステップＳＴ１４で抽出された認証対象者ＨＭａの特徴データ(第２の生体情報)と、ステップＳＴ１２で読み出された特徴データ(第１の生体情報)とを比較する。具体的には、認証処理部３７Ａにおいて各特徴データの類似度を計算し、予め定められた閾値との比較を行うことにより、指定された登録者と認証対象者ＨＭａとが同一人物であるか否かを判断する。
【００６１】
図６は、認証システム１Ａにおける識別動作を示すフローチャートである。
【００６２】
ステップＳＴ２１〜ＳＴ２２では、上記のステップＳＴ１〜２と同様の動作を行う。
【００６３】
ステップＳＴ２３では、ステップＳＴ２２で抽出された認証対象者ＨＭａの特徴データと、認証データベース３５に登録される各特徴データとの類似度を、認証処理部３７Ａにおいて順に算出する。
【００６４】
ステップＳＴ２４では、ステップＳＴ２３で算出された各特徴データとの類似度のうち、最も類似度合いが高い特徴データに関連付けられた名前などのＩＤ情報を、例えば表示部３１に出力する。このＩＤ情報を表示する際には、識別された人物(登録者)が誰であるかを分かり易くするため、例えば認証データベース３５において特徴データと関連付けて記録されている登録者のサムネイル画像を表示するのが好ましい。
【００６５】
以上のような動作を行える認証システム１Ａの利用形態としては、例えば家族がＰＣ３Ａを共同で利用するケースが考えられる。
【００６６】
このようなケースでは、まず家族全員の特徴データを認証データベース３５に登録した後、各人がＰＣ３Ａの使用を開始する際に、使用開始者のＩＤ情報を入力したり、家族の各構成員を表す複数のアイコンから使用開始者のアイコンを選択することで照合対象の人物を指定する。そして、指定の人物に対する照合動作が認証システム１Ａにおいて行われ、指定の人物と使用開始者とが同一人物である、つまり本人であると判定された場合には、本人が以前に登録した設定(例えば表示部３１に自分用の壁紙等が表示されるなど)にて、ログイン処理が行われる。なお、本人でないと判定された場合(認証失敗時)には、例えば暗証番号等の入力により本人と確認されればログイン処理を行うようにするのが好ましい。
【００６７】
以上のように家族全員が１台のＰＣ３Ａを使用するケースでは、親子間や兄弟・姉妹間等において容貌が似ていることが多いため、これらの人物を判別できず認証精度が低下しやすい。例えば図７に示す息子ＳＮがＰＣ３Ａの使用を開始する場合、息子ＳＮと容貌が近似する父親ＦＴの特徴データとの類似度も高くなるため、父親ＦＴと判断されてログイン処理が行われるおそれがある。
【００６８】
そこで、本実施形態の認証システム１Ａにおいては、容貌が近似する親子等を区別して適切な認証を行う認証処理が可能となっているが、これについて以下で詳しく説明する。
【００６９】
＜認証システム１Ａの認証処理＞
成長期の子供などは、年齢を経るにつれて顔の全体あるいは一部のサイズや位置関係が単調に変化する。例えば図８に示す両目の目尻間の距離(以下では「目尻間距離」ともいう)Ｌｅ、つまり図３中の特徴点Ｑ１および特徴点Ｑ４の間の距離は、年齢とともに大きくなる。
【００７０】
そこで、本実施形態の認証システム１Ａでは、経年に伴って計測値が大きくなる目尻間距離(経年変化パラメータ)Ｌｂを親子等の判別に利用することにより、認証精度の向上を図ることとする。
【００７１】
人間は、一般的に若年時ほど身体サイズ面での成長度合いが大きく、その成長度合いも２０歳を過ぎると鈍化することが知られているが、上記の目尻間距離Ｌｅについても図９に示す成長曲線Ｇｅのような成長特性を有している。
【００７２】
例えば、１年前に３０歳であった父親ＦＴの目尻間距離Ｌｅ３０と１０歳であった息子ＳＮの目尻間距離Ｌｅ１０とを計測し、それから１年後の現時点において３１歳になった父親ＦＴの目尻間距離Ｌｅ３１と１１歳になった息子ＳＮの目尻間距離Ｌｅ１１とを計測する。この場合、成長期の息子ＳＮでは１年後の目尻間距離が大きくなっているため、Ｌｅ１０＜Ｌｅ１１となる。一方、ほぼ肉体的な成長が止まっている父親ＦＴでは１年後の目尻間距離も略等しいため、Ｌｅ３０≒Ｌｅ３１となる。また、現時点(１１歳)における息子ＳＮの目尻間距離Ｌｅ１１は、１年前(３０歳)における父親ＦＴの目尻間距離Ｌｅ３０よりも距離Ｌｆだけ小さくなっている。
【００７３】
このような目尻間距離Ｌｅの変化を利用することで、登録された特徴データに基づき得られた過去の目尻間距離(以下では「過去距離」ともいう)Ｌｐと現時点で計測される目尻間距離(以下では「現在距離」ともいう)Ｌｎとを比較すれば、父親ＦＴと息子ＳＮとの区別が可能となる。すなわち、登録者に対する特徴データの取得時点(第１時点)において得られた登録者の目尻間距離の計測値と、認証対象者ＨＭａに対する特徴データの取得時点(第２時点)において得られた認証対象者の目尻間距離の計測値とを比較することにより、家族のように似た容姿を持つ複数の人物を判別できることとなる。
【００７４】
具体的には、過去距離Ｌｐ＞現在距離Ｌｎである場合には、目尻間距離Ｌｅが単調に増加する成長曲線Ｇｅに対して矛盾が生じるため、照合対象の人物(登録者)と認証対象者ＨＭａとの同一性を否定できる。例えば、現時点で計測される息子ＳＮ(認証対象者)の目尻間距離の計測値は、過去に計測された父親ＦＴ(登録者)の目尻間距離の計測値より小さくなるが、この場合には本人でないとして、息子ＳＮが父親ＦＴとして認証されることを防止できる。一方、特徴データの登録時点から現在まで一定の時間経過があるが、過去距離Ｌｐ≒現在距離Ｌｎとなっている場合には、認証対象者ＨＭａが成長期の息子でなく父親ＦＴであることが判断できる。
【００７５】
以上のことから、認証データベース３５に登録された特徴データに基づき取得される過去の目尻間距離Ｌｐと現在の目尻間距離Ｌｎとを比較することにより、特徴データが近似する親子等でも精度良く判別できることとなる。
【００７６】
具体的には、図５のステップＳＴ１５において特徴データの比較を行う場合に、認証データベース３５内の特徴データから得られる過去の目尻間距離Ｌｐと、ステップＳＴ１４で取得した特徴データから得られる現在の目尻間距離Ｌｎとを比較するようにする。これにより、例えば図７に示す息子ＳＮがＰＣ３Ａの使用を開始する際には、容貌が近似するが過去距離Ｌｐ＞現在距離Ｌｎとなる父親ＦＴ（図７）を除外できるため、父親ＦＴとしてログイン処理が行われるのを防止できることとなる。
【００７７】
また、図６のフローチャートに示す識別動作においても、ステップＳＴ２４の動作を行う場合に、認証データベース３５内の特徴データから得られる過去距離Ｌｐと現在距離Ｌｎとを比較するようにする。これにより、例えば息子ＳＮがＰＣ３Ａの使用を開始する際に、図６のステップＳＴ２３において父親ＦＴの類似度が最も高く息子ＳＮの類似度が２番目に高いという演算結果を得たとしても、ステップＳＴ２４において類似度が最も高いが過去距離Ｌｐ＞現在距離Ｌｎとなる父親ＦＴを除外できるため、２番目に類似度が高かった息子ＳＮの識別結果を出力でき、適切なログイン処理を行えることとなる。
【００７８】
以上の認証システム１Ａの動作により、認証処理において特徴データの登録時点における過去の目尻間距離Ｌｐと現在の目尻間距離Ｌｎとを比較するため、家族のように似た容姿を持つ複数の人物を判別して適切に認証できる。
【００７９】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態に係る認証システム１Ｂにおいては、図１〜２に示す認証システム１Ａと類似の構成を有しているが、ＰＣの認証処理部の構成が異なっている。
【００８０】
すなわち、認証システム１ＢにおけるＰＣ３Ｂの認証処理部３７Ｂは、次に説明する認証処理が可能な構成となっている。
【００８１】
＜認証システム１Ｂの認証処理＞
第１実施形態の認証システム１Ａにおける認証処理では、登録時点の目尻間距離Ｌｅを利用して親子間等における誤った認証を防止しているが、第２実施形態の認証システム１Ｂにおいては、さらに登録者に関する年齢の情報を認証データベース３５に記録することで精度の良い認証処理が行えるように構成されている。この認証処理について詳しく説明する。
【００８２】
目尻間距離Ｌｅについては、多数のサンプルを収集して統計的な処理を施すことにより、目尻間距離Ｌｅの経年変化の具体的な特性を知ることができる。
【００８３】
図１０は、目尻間距離Ｌｅにおける経年変化の特性を説明するための図である。ここで、図１０(ａ)においては１０歳以降の経年変化を示し、図１０(ｂ)においては３０歳以降の経年変化を示している。
【００８４】
１０歳以降における目尻間距離Ｌｅの変化については、図１０(ａ)示す経年変化特性Ｇｅ１のように経過年数に応じて単調に大きくなっている。一方、３０歳以降における目尻間距離Ｌｅの変化については、図１０(ｂ)示す経年変化特性Ｇｅ２のように経過年数に関わらず目尻間距離Ｌｅはほぼ一定値となっている。
【００８５】
このような経年変化特性Ｇｅ１、Ｇｅ２を参照することにより、例えば１０歳の息子ＳＮおよび３０歳の父親ＦＴが特徴データを登録する際に特徴データに関連付けてそれぞれの年齢(１０歳、３０歳)の情報を認証データベース３５に記録しておけば、記録される登録時の年齢と経過年数とに基づき認証時(現時点)の目尻間距離Ｌｅを推定できることとなる。なお、登録時点に係る時刻情報を特徴データに関連付けて認証データベース３５に記録すれば、認証時点(現時点)の時刻情報を用いて登録時からの経過年数を簡単に算出できる。そして、推定された目尻間距離Ｌｅと現時点において計測される目尻間距離Ｌｅとを比較することにより、精度の良い認証が可能となる。
【００８６】
具体的には、まず目尻間距離Ｌｅの経年変化特性（例えば図１０(ａ)や図１０(ｂ)）を既述したデータテーブルを認証データベース３５に保存して管理する。なお、経年変化特性のデータテーブルについては、多数のサンプルから得られる一般的な変化に加えて過去の成長度合いを考慮して設定するのが好ましい。次に、図４のステップＳＴ３において特徴データをＩＤ情報に関連付けて認証データベース３５に登録する際に、登録時の年齢および登録日時を認証データベース３５に登録する。そして、図５のステップＳＴ１５において特徴データの比較を行う際には、認証データベース３５から登録時の年齢および登録日時を読み出し登録日時と現時点との時間差を登録時の年齢に加算することで現在の年齢を計算するとともに、認証データベース３５に保存される経年変化特性のデータテーブルに基づき、現在の年齢に対応する目尻間距離(以下では「推定距離」ともいう)Ｌｋを推定する。そして、推定距離Ｌｋと現在距離Ｌｎとを比較する。この比較においては、実情に近い目尻間距離(推定距離)Ｌｋとの比較を行うため、単に過去距離Ｌｐとの比較を行う第１実施形態に対して精度が向上することとなる。
【００８７】
これにより、例えば図７に示す息子ＳＮがＰＣ３Ａの使用を開始する際には、容貌が近似するが推定距離Ｌｐ＞現在距離Ｌｎとなる父親ＦＴ（図７）を除外できるため、父親ＦＴとしてログイン処理が行われるのを防止できる。
【００８８】
また、上述した認証処理を図６のフローチャートに示す識別動作に適用すれば、複数の登録者から認証対象者に対応する登録者を識別する際の精度が向上することとなる。
【００８９】
以上の認証システム１Ｂの動作により、第１実施形態と同様の効果を奏する。さらに、特徴データの登録時点における登録者の年齢情報を記録し、この年齢情報(および登録時からの経過時間)と目尻間距離Ｌｅの経年変化特性とから現在の目尻間距離Ｌｅを推定するため、認証精度の向上が図れることとなる。
【００９０】
なお、認証システム１Ｂにおいては、特徴データと年齢情報とをセットにして１つの記録媒体(認証データベース３５)に記録するのは必須でなく、特徴データと年齢情報とを別々の記録媒体に記録するようにしても良い。
【００９１】
また、認証システム１Ｂの認証処理においては、年齢情報を特徴データに関連付けて記録するのは必須でなく、登録年齢からの経年変化を表すデータテーブル(変化特性の情報)と特徴データとをセットにして同一の記録媒体(例えば認証データベース３５)に記録するようにしても良い。この場合も、特徴データに関連付けられたデータテーブルに基づき現在の目尻間距離Ｌｅを推定できるため、認証精度の向上が図れることとなる。
【００９２】
＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態に係る認証システム１Ｃにおいては、図１〜２に示す認証システム１Ａと類似の構成を有しているが、ＰＣの認証処理部の構成が異なっている。
【００９３】
すなわち、認証システム１ＣにおけるＰＣ３Ｃの認証処理部３７Ｃは、次に説明する認証処理が可能な構成となっている。
【００９４】
＜認証システム１Ｃの認証処理＞
上述した第２実施形態においては、例えば経年変化特性Ｇｅ１、Ｇｅ２(図１０)のような目尻間距離Ｌｅの経年変化を示すデータテーブルに基づき、過去の目尻間距離Ｌｐから推定される目尻間距離(推定距離)Ｌｋに対して現在の目尻間距離(現在距離)Ｌｎが小さい場合には認証を却下するが、人間の成長スピードには個人差があり、必ずしも万人が経年変化特性Ｇｅ１、Ｇｅ２(図１０)に示す成長曲線に沿って成長するとは限らない。
【００９５】
そこで、第３実施形態の認証システム１Ｃにおいては、推定距離Ｌｋ＞現在距離Ｌｎとなる場合でも即座に認証を却下するのではなく、この却下条件を緩和してより適切な認証処理を行えるようにする。具体的には、推定距離Ｌｋ＞現在距離Ｌｎとなる場合においても、推定距離Ｌｋ≦現在距離Ｌｎとなる場合に対して相対的に類似度が小さくなるように評価関数を設定し、この評価関数で得られる類似度(以下では「修正類似度」ともいう)を最終的な類似度として認証処理を行う。この処理について具体的に説明する。
【００９６】
図１１は、認証システム１Ｃにおける認証処理のフローを示す図である。
【００９７】
まず、認証登録者(以下では「Ａ氏」という)の顔画像Ｊａを画像入力装置２で取得し、この顔画像Ｊａに基づき特徴抽出部３６で抽出されるＡ氏の特徴データと現在の時刻Ｔａとを関連付けて認証データベース３５に登録する(ステップＳＰ１１)。一方、ステップＳＰ１１の登録動作と並行してＡ氏の年齢も認証データベース３５に登録する(ステップＳＰ１２)。
【００９８】
次に、時刻Ｔａから時間が経過した時刻Ｔｂにおいて、認証対象者（以下では「Ｂ氏」という）がＡ氏との照合を希望する場合には、特徴抽出部３６でＢ氏の特徴データを抽出する(ステップＳＰ２１)。そして、ステップＳＰ２１で抽出された特徴データに基づき、現時点におけるＢ氏の目尻間距離(現在距離)Ｌｎを計測する(ステップＳＰ２２)。
【００９９】
一方、時刻Ｔｂから時刻Ｔａを減算することによりＡ氏の特徴データ登録時点からの経過時間を算出する(ステップＳＰ１３)。次に、ステップＳＰ１３で算出された経過時間と、認証データベース３５に登録されている登録時のＡ氏の年齢とに基づき、時刻ＴｂにおけるＡ氏の年齢を算出する(ステップＳＰ１４)。そして、例えば経年変化特性Ｇｅ１、Ｇｅ２(図１０)のような目尻間距離Ｌｅの経年変化を示すデータテーブルに基づき、時刻Ｔｂに対応するＡ氏の目尻間距離(推定距離)Ｌｋを推定する(ステップＳＰ１５)。
【０１００】
次に、認証データベース３５からＡ氏の特徴データを読み出す処理(ステップＳＰ１６)を行った後、読み出されたＡ氏の特徴データと、ステップＳＰ１５で推定した推定距離Ｌｋと、ステップＳＰ２１で抽出したＢ氏の特徴データと、ステップＳＰ２２で計測した現在距離Ｌｎとに基づき、Ａ氏とＢ氏とに関する類似度(修正類似度)を算出する(ステップＳＰ３０)。この場合、次の式(１)に基づき修正類似度Ｚが演算される。
【０１０１】
Ｚ＝Ｎ＋ｋ×ｆ(Ｌｋ、Ｌｎ)・・・・・・・・(１)：
上式(１)において、ＮはＡ氏の特徴デーータおよびＢ氏の特徴データのみに基づく類似度、Ｋは所定の係数(経験的情報から得られる係数)である。また、ｆ(Ｌｋ、Ｌｎ)については、Ｌｋ＞Ｌｎの時に(Ｌｋ−Ｌｎ)が出力され、Ｌｋ≦Ｌｎの時にＨ×(Ｌｎ−Ｌｋ)(ただしＨ＞１)が出力される関数である。この関数によって、Ｌｋ≦Ｌｎの場合に対するＬｋ＞Ｌｎの場合の類似度を相対的に低減できることとなる。
【０１０２】
これにより、上記のステップＳＰ３０で算出された修正類似度Ｚと予め定められた閾値αとを比較することでＡ氏とＢ氏との照合動作を適切に行えることとなる。
【０１０３】
以上の処理を図６のフローチャートに示す識別動作に適用する場合には、認証データベース３５に登録される全登録者に対して上記の修正類似度Ｚを算出し、最も大きい修正類似度Ｚに対応する登録者のＩＤ情報が出力されることとなる。
【０１０４】
以上の認証システム１Ｃの動作により、第１実施形態と同様の効果を奏する。さらに、上記の式(１)を用いて類似度を修正するため、より適切な認証を行える。
【０１０５】
＜変形例＞
◎上記の各実施形態においては、親子等を判別するために、目尻間距離の計測値を取得するのは必須でなく、サイズや形状、色が経年変化する経年変化パラメータ（例えば掌形等に関するデータ）の計測値を取得するようにしても良い。
【０１０６】
また、目尻間距離という絶対値を計測するのは必須でなく、相対値を計測するようにしても良い。例えば、子供の顔は大人の顔に比べて目尻間距離に対する目と口との縦距離の比率が小さいという特徴がある。そこで、目尻間の横距離に対する目と口との縦距離の比率という相対的な計測値を取得することにより、親子等の判別に利用しても良い。
【０１０７】
また、目尻間距離等の計測値については、単に計測して得られた値だけでなく、特徴データとして算出されたものを含む。
【０１０８】
◎上記の各実施形態においては、２台のカメラを用いたステレオ視によって目尻間距離を計測するのは必須でなく、例えば光切断法を用いたアクティブ方式によって目尻間距離を計測するようにしても良い。このようにステレオ視やアクティブ方式を用いて３次元座標情報を取得すれば、顔のサイズや形状の絶対値を取得できるため、顔向き等による計測誤差の影響を排除できる。
【０１０９】
◎上記の各実施形態においては、パーソナルコンピュータで認証処理を行うのは必須でなく、パーソナルコンピュータの外部に認証処理を行える別の処理装置を設けるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る認証システム１Ａの要部構成を示す外観図である。
【図２】認証システム１Ａの機能構成を示す図である。
【図３】顔の特徴部位に関する特徴点Ｑ１〜Ｑ７を示す図である。
【図４】認証システム１Ａにおいて特徴データを登録する動作を示すフローチャートである。
【図５】認証システム１Ａにおける照合動作を示すフローチャートである。
【図６】認証システム１Ａにおける識別動作を示すフローチャートである。
【図７】父親ＦＴと息子ＳＮとにおいて容貌が近似することを説明する図である。
【図８】目尻間距離Ｌｅを示す図である。
【図９】年齢に応じた目尻間距離Ｌｅの変化を説明するための図である。
【図１０】目尻間距離Ｌｅにおける経年変化の特性を説明するための図である。
【図１１】本発明の第３実施形態に係る認証システム１Ｃにおける認証処理のフローを示す図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１Ａ〜１Ｃ  認証システム
２  画像入力装置
３Ａ〜３Ｃ  パーソナルコンピュータ(ＰＣ)
３１  表示部
３５  認証データベース
３６  特徴抽出部
３７Ａ〜３７Ｃ  認証処理部
ＨＭａ  認証対象者
Ｌｅ  目尻間距離
Ｑ１〜Ｑ７  特徴点
【図１】
2007114931.tif 000003
【図２】
2007114931.tif 000004
【図３】
2007114931.tif 000005
【図４】
2007114931.tif 000006
【図５】
2007114931.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007114931.tif 000009
【図８】
2007114931.tif 000010
【図９】
2007114931.tif 000011
【図１０】
2007114931.tif 000012
【図１１】
2007114931.tif 000013